KR20080075506A - System for projecting flaws and inspection locations and associated method - Google Patents

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KR20080075506A
KR20080075506A KR1020087012386A KR20087012386A KR20080075506A KR 20080075506 A KR20080075506 A KR 20080075506A KR 1020087012386 A KR1020087012386 A KR 1020087012386A KR 20087012386 A KR20087012386 A KR 20087012386A KR 20080075506 A KR20080075506 A KR 20080075506A
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존 더블유. 팔마티어
알란 에스. 록
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더 보잉 컴파니
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Abstract

A system and method for projecting an image onto a workpiece are provided. The system includes a data system capable of providing information indicative of a flaw within the workpiece, wherein the information is based on data acquired by at least one sensor. The system also includes an image-projecting device in communication with the data system and capable of projecting an image indicative of the flaw onto the workpiece, as well as a plurality of encoders for determining a location and/or orientation of the image-projecting device.

Description

결함 및 검사 위치를 투사하기 위한 시스템 및 관련 방법{SYSTEM FOR PROJECTING FLAWS AND INSPECTION LOCATIONS AND ASSOCIATED METHOD}System and related methods for projecting defects and inspection positions {SYSTEM FOR PROJECTING FLAWS AND INSPECTION LOCATIONS AND ASSOCIATED METHOD}

본 발명은 광학-투사 시스템(optical-projection system)에 관한 것으로, 특히 피가공재(workpiece)의 제조나 조립 동안 결함 및 검사 위치를 투사하기 위한 광학-투사 시스템에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to optical-projection systems, and more particularly to optical-projection systems for projecting defects and inspection positions during the manufacture or assembly of a workpiece.

피가공재의 측정에 도움을 주기 위한 하나의 방법 및 장치는, 피가공재를 검사하는 특정 위치를 정의하도록 피가공재로 레이저 빔을 투사하는, 레이저 투사기와 같은, 이미지-투사 장치의 이용을 포함한다. 더욱이, 이미지-투사 장치는 피가공재의 조립 및 검사 동안 작업자들을 돕도록 채용되고 있다. 예컨대, 이미지-투사 장치는 항공기 동체 또는 템플릿 또는 조립되어지는 부품의 아웃라인을 위한 적층물 플라이(laminate plies)의 위치를 투사할 수 있다.One method and apparatus to assist in the measurement of a workpiece includes the use of an image-projection device, such as a laser projector, that projects a laser beam onto the workpiece to define a particular location for inspecting the workpiece. Moreover, image-projection devices have been employed to assist workers during assembly and inspection of the workpiece. For example, the image-projection device may project the position of the laminate plies for the aircraft fuselage or template or the outline of the part being assembled.

따라서, 이미지-투사 장치의 방향 및 위치를 제어 또는 모니터링하는 것이 피가공재 상으로 이미지를 정확하게 투사하기 위해 요구된다. 전통적으로, 투사 기술은 투사되어지는 목적물 상의 기준점(reference points)의 측정 또는 기준이 이미지-투사 장치의 시야을 넘어 배열되면 기준점을 확립하도록 2차 측정 시스템을 요구한다. 예컨대, 모든(Morden) 등에 의한 미국 특허 공개 제20050121422호는 건조된 조건에서의 피가공재 상에 레이저 이미지의 투사를 위해 제공되도록 설계된 피가공재의 레이저 투사와 관련된 컴퓨터에 저장된 데이터를 수정하는 레이저 투사 시스템을 개시하고 있다. 특히, Morden은 각 프레임 어셈블리와 관련있는 스캐너 및 투사기의 위치를 결정하기 위한 도량형 수신기(metrology receivers) 및 반사 타킷(reflective targets)을 갖춘 프레임 어셈블리 상에 각각 탑재된 디지털 스캐너와 레이저 투사기를 채택하고 있다. 따라서, 레이저 투사 시스템은, 프레임 어셈블리 상의 반사 타킷임에도 불구하고, 피가공재가 디지털 스캐너 또는 레이저 투사기의 시야 내에서 타킷(targets)을 요구하지 않음에 따라, 기본적으로 "타킷 없음(targetless)"이다.Thus, controlling or monitoring the orientation and position of the image-projection device is required to accurately project the image onto the workpiece. Traditionally, projection techniques require a secondary measurement system to establish a reference point if the measurement or reference of the reference points on the object to be projected is arranged beyond the field of view of the image-projection device. For example, US Patent Publication No. 20050121422 to Morden et al. Discloses a laser projection system that modifies data stored in a computer associated with laser projection of a workpiece designed to be provided for projection of a laser image onto the workpiece under dried conditions. Is starting. In particular, Morden employs digital scanners and laser projectors mounted on frame assemblies with metrology receivers and reflective targets, respectively, to determine the position of the scanner and projector relative to each frame assembly. . Thus, the laser projection system is basically "targetless" as the workpiece does not require targets within the field of view of the digital scanner or laser projector, despite being a reflective target on the frame assembly.

부가적으로, 카우프만(Kaufman) 등에 의한 미국 특허 공개 제20040189944호는 실제 면 상의 편차를 가시화하기 위한 방법 및 시스템을 개시하고 있다. 특히, Kaufman은 원하는 디자인으로부터 벗어나는 영역을 윤곽지우는 패턴을 표면 상에 광학적으로 투사하는 것에 의한 가시화 표면 형상 에러를 개시하고 있다. 시스템은 역-반사 엘리먼트와 관련되는 레이저 추적기와 실제 표면의 공간적 프로파일을 제공하는 데이터 포인트의 3차원 점 구름 무늬(point cloud)를 생성하도록 표면과 관련된 기준점을 이용한다. 레이저 추적기에 의해 이용된 동일한 기준점(reference points)은 그 방향과 위치를 계산하기 위한 이미지 투사 장치에 의해 또한 측정되어질 수 있다. 점 구름 무늬는 명목상 표면과 비교되고, 편차가 계산 되어 광학 투사기를 갖는 표면 상으로 투사하기 위한 2차원 지형 지도로 변환된다.Additionally, US Patent Publication No. 20040189944 by Kaufman et al. Discloses a method and system for visualizing deviations in real terms. In particular, Kaufman discloses a visualized surface shape error by optically projecting a pattern onto the surface that outlines an area deviating from the desired design. The system uses a laser tracker associated with the retro-reflective element and a reference point associated with the surface to create a three-dimensional point cloud of data points that provides a spatial profile of the actual surface. The same reference points used by the laser tracker can also be measured by the image projection device for calculating its direction and position. The point cloud pattern is compared with the nominal surface and the deviation is calculated and converted into a two-dimensional topographic map for projection onto the surface with the optical projector.

기술이 어셈블리를 위한 설계된 주변 및 조립된 주변 사이의 차이를 결정하거나 페인팅, 전사(decals) 적용 등과 같은 다른 목적을 위해 피가공재 상의 영역을 위치결정하도록 개발되었음에도 불구하고, 이미지-투사 시스템은 전형적으로 피가공재 상 또는 내의 결함을 위치결정하도록 채택되지는 않는다. 예컨대, 전형적 투사 시스템은 피가공재의 성능에 불리하게 영향을 미치는 크랙, 불연속, 공간 또는 다공성을 밝혀내도록 채택되지는 않는다. 더욱이, 전형적인 이미지-투사 시스템은, 피가공재의 무결성과 적응성을 입증하도록, 피가공재 상에 복합 플라이의 테이프를 쌓는 동안과 같은, 제조 동안 이용될 수 없다. 부가적으로, 전형적인 이미지-투사 시스템은, 검사되어지는 피가공재와 관련되는 정보와 같은, 피가공재 표면에서 피드백을 기록하는데 이용될 수 없다.Although technology has been developed to determine the difference between the designed perimeter and the assembled perimeter for an assembly, or to position areas on the workpiece for other purposes, such as painting, applying decals, etc., image-projection systems are typically It is not adapted to locate defects on or in the workpiece. For example, typical projection systems are not employed to reveal cracks, discontinuities, spaces, or porosities that adversely affect the performance of the workpiece. Moreover, typical image-projection systems cannot be used during manufacturing, such as during stacking composite plies on a workpiece, to demonstrate the integrity and adaptability of the workpiece. In addition, a typical image-projection system cannot be used to record feedback at the workpiece surface, such as information related to the workpiece to be inspected.

따라서, 피가공재 상 또는 내의 결함을 위치결정할 수 있는 광학-투사 시스템을 제공하는데 이점이 있다. 더욱이, 기준점의 측정을 요구하는 것 없이 제조 공정 동안 피가공재 상 또는 내의 결함을 위치결정할 수 있는 광학-투사 시스템을 제공하는데 이점이 있다. 또한, 피가공재 상 또는 내에 결함의 형태를 나타내는 정보를 투사하는데 이점이 있다. 더욱이, 결함을 위치결정하고 피가공재 상 또는 내의 결함과 관련된 피드백을 제공할 수 있는 광학-투사 시스템을 제공할 수 있는 이점이 있다.Thus, there is an advantage in providing an optical-projection system capable of positioning defects on or in a workpiece. Furthermore, there is an advantage in providing an optical-projection system that can position defects on or within a workpiece during the manufacturing process without requiring measurement of a reference point. There is also an advantage in projecting information indicative of the shape of the defect on or in the workpiece. Moreover, there is an advantage to provide an optical-projection system that can position defects and provide feedback related to defects on or within the workpiece.

본 발명의 실시예는 상기한 요구의 적어도 몇몇을 다룰 수 있고 피가공재의 적어도 일부분을 특징화하는 정보를 위치결정하여 피가공재 상으로 특징화된 부분을 나타내는 이미지를 투사할 수 있는 광학-투사 시스템을 제공함으로써 다른 이점을 달성한다. 특히, 시스템은 결함을 특징화하기 위한 것과 같은, 피가공재를 나타내는 정보를 획득하거나 피가공재를 나타내는 정보를 저장하는 데이터베이스를 억세스하는 하나 이상의 센서 및 피가공재 상에 결함을 위치결정하는 이미지를 투사하기 위한 이미지-투사 장치로부터 정보를 수신할 수 있다. 이와 같이, 결함은 피가공재의 일부를 수리/교체하거나 피가공재를 조립/분해하도록 기술자들을 위해 용이하게 식별되어 위치결정될 수 있다.Embodiments of the present invention may address at least some of the above needs and may be capable of positioning an information characterizing at least a portion of a workpiece to project an image representing the portion characterized by the workpiece. Other benefits are achieved by providing In particular, the system may be capable of projecting an image to locate a defect on the workpiece and one or more sensors that obtain information representing the workpiece or access a database that stores information representing the workpiece, such as to characterize the defect. Information can be received from an image-projection device. As such, defects can be readily identified and located for the technician to repair / replace a portion of the workpiece or to assemble / disassemble the workpiece.

본 발명의 1실시예에 있어서, 광학-투사 시스템이 제공된다. 시스템은 피가공재 내의 결함을 나타내는 정보를 제공할 수 있는 데이터 시스템을 포함하고, 여기서 정보는 적어도 하나의 센서에 의해 획득된 데이터를 기초로 한다. 더욱이, 시스템은 피가공재 상으로 결함을 나타내는 이미지를 투사하기 위해 데이터 시스템(예컨대, 데이터 획득 시스템 또는 데이터베이스)과 통신하는 이미지-투사 시스템(예컨대, 레이저 투사기 또는 디지털 투사기)을 포함한다. 시스템은 이미지-투사 시스템의 위치 및/또는 방향을 결정하기 위한 다수의 인코더를 더 포함한다. 피가공재는 전형적으로 투사기-위치결정 장치(예컨대, 기준 타킷)에서 자유롭다.In one embodiment of the present invention, an optical-projection system is provided. The system includes a data system capable of providing information indicative of a defect in a workpiece, wherein the information is based on data obtained by at least one sensor. Moreover, the system includes an image-projection system (eg, a laser projector or digital projector) that communicates with a data system (eg, a data acquisition system or a database) to project an image representing a defect onto the workpiece. The system further includes a plurality of encoders for determining the position and / or orientation of the image-projection system. Workpieces are typically free in projector-positioning devices (eg, reference targets).

본 발명의 시스템의 다양한 변형에 따르면, 시스템은 또한 이미지-투사 장치의 위치 및/또는 방향을 결정하기 위한 하나 이상의 투사기-위치결정 장치를 포함한다. 투사기-위치결정 장치는 타킷를 포함하는 프레임일 수 있고, 여기서 이미지-투사 장치는 타킷를 측정하여 그 위치 및/또는 방향을 결정할 수 있다. 이미지-투사 장치 및 프레임은 이동가능한 갠트리(gantry)에 부착될 수 있고, 또는 갠트리에 인접하는 테이프 적층 헤드에 가깝게 위치될 수 있다. 시스템은 또한 투사된 이미지와의 상호작용에 응답하여 데이터 시스템에 대해 결함을 나타내는 피드백을 제공하기 위한 적어도 하나의 부호화 반사 장치(coded reflective device)를 포함한다.According to various variants of the system of the invention, the system also comprises one or more projector-positioning devices for determining the position and / or orientation of the image-projection device. The projector-positioning device may be a frame comprising a target, where the image-projection device may measure the target to determine its position and / or orientation. The image-projection device and frame may be attached to a movable gantry or may be located close to the tape lamination head adjacent to the gantry. The system also includes at least one coded reflective device for providing feedback indicative of a defect to the data system in response to interaction with the projected image.

시스템의 부가적 변형은 위치 정보 뿐만 아니라 결함을 나타내는 정보를 제공할 수 있는 데이터 시스템을 제공한다. 더욱이, 이미지-투사 장치는 피가공재 상으로 결함의 양쪽 위치를 나타내는 이미지 뿐만 아니라 결함의 주변에 관한 이미지 및/또는 특정 형태의 결함을 나타내는 이미지와 같은 결함을 나타내는 이미지를 투사할 수 있다.An additional variant of the system provides a data system that can provide location information as well as information indicative of defects. Moreover, the image-projection device can project images representing defects such as images representing both positions of the defects onto the workpiece as well as images relating to the periphery of the defects and / or images representing certain types of defects.

본 발명의 다른 측면은 또한 피가공재 상으로 이미지를 투사하기 위한 방법을 제공한다. 방법은 피가공재 내의 결함을 나타내는 정보를 제공하는 것을 포함한다. 방법은 다수의 인코더를 갖는 이미지-투사 장치의 위치 및/또는 방향을 결정하는 것과, 이미지-투사 장치에 따라 피가공재 상으로 결함을 나타내는 이미지를 투사하는 것을 더 포함한다. 또한 방법은, 이미지가 피가공재의 제조공정 동안 피가공재 상으로 투사될 수 있게, 피가공재의 적어도 일부를 형성하도록 맨드렐 상으로 테이프를 놓는 것을 포함한다. 더욱이, 방법은 투사된 이미지와의 상호작용에 응답하여 적어도 하나의 부호화 반사 장치에 따라 결함을 나타내는 피드백을 제공하는 것을 포함한다.Another aspect of the invention also provides a method for projecting an image onto a workpiece. The method includes providing information indicative of a defect in the workpiece. The method further includes determining the position and / or orientation of the image-projection device having a plurality of encoders, and projecting an image representing a defect onto the workpiece in accordance with the image-projection device. The method also includes placing the tape onto the mandrel to form at least a portion of the workpiece so that the image can be projected onto the workpiece during the manufacturing process of the workpiece. Moreover, the method includes providing feedback indicative of a defect in accordance with at least one encoded reflector in response to interaction with the projected image.

방법의 다양한 측면에 있어서, 투사단계는 피가공재 상에 결함의 위치를 나타내는 이미지를 투사하는 것을 포함한다. 예컨대, 투사단계는 이미지-투사 장치에 따라 결함의 주변에 관한 다각형 이미지를 투사하는 것 및/또는 특정 형태의 결함을 나타내는 이미지를 투사할 수 있다. 더욱이, 제공단계는 결함의 좌표와 같은, 결함을 나타내는 위치 정보를 제공하는 것을 포함한다. 제공단계는 데이터 시스템으로부터 피가공재를 나타내는 정보를 억세스하는 것을 포함한다. 결정단계는 적어도 하나의 투사기-위치결정 장치를 갖는 이미지-투사 장치의 위치 및/또는 방향을 결정하는 것을 포함한다.In various aspects of the method, the projecting step includes projecting an image representing the location of the defect on the workpiece. For example, the projecting step may project a polygonal image about the periphery of the defect and / or project an image representing a particular type of defect, depending on the image-projection apparatus. Moreover, the providing step includes providing position information indicating the defect, such as the coordinate of the defect. The providing step includes accessing information indicative of the workpiece from the data system. The determining step includes determining the position and / or orientation of the image-projection device having at least one projector-positioning device.

도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 광학-투사 시스템의 투시도,1 is a perspective view of an optical-projection system according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 결함의 주변에 관한 피가공재 상에 투사된 이미지의 입면도,2 is an elevation view of an image projected onto a workpiece about the periphery of a defect in accordance with another embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 1실시예에 따른 피가공재 상으로 이미지를 투사하기 위한 방법을 설명하는 플로우차트이다.3 is a flowchart illustrating a method for projecting an image onto a workpiece in accordance with one embodiment of the present invention.

이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 전체를 통해 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 붙인다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Throughout the same components are given the same reference numerals.

도면, 특히 도 1은 참조하면, 피가공재 상 또는 내의 결함을 식별하여 위치 결정하기 위한 광학-투사 시스템이 도시되어 있다. 도시된 실시예의 시스템(10)은, 항공기 동체와 같은, 피가공재를 형성하도록 맨드렐(16; mandrel)에 관한 권취 테이프(14; wind tape)에 채택되어지는 MHTLM(12; multi-headed tape lamination machine; 다중-헤드 테이프 적층기)을 포함한다. 센서(18)가 MHTLM(12)에 의해 운반되어, 테이프(14)가 맨드렐 상에 놓여짐에 따라 피가공재를 나타내는 데이터를 획득하도록 위치된다. 더욱이, 시스템(10)은 센서(18)에 의해 식별된 피가공재의 부분을 위치시키는데 이용되는, 피가공재 상으로 이미지(30)를 투사할 수 있는, 이미지-투사 장치(20)를 포함한다. 센서(18) 및 이미지-투사 장치(20)는 데이터 시스템(22)과 통신하여, 데이터 시스템이 이미지-투사 장치를 위한 센서에 의해 획득된 데이터를 제공 및/또는 처리할 수 있게 된다. 예컨대, 데이터 시스템(22)은 센서(18)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 제공하고, 이미지-투사 장치(20)는 결함을 나타내는 피가공재 상으로 이미지를 투사할 수 있다. 결함은 어떠한 단점(imperfection), 결점(defect), 또는 피가공재나 피가공재의 일부의 수리 또는 교체를 하기 위한 것과 같은 기술자에 의해 주의가 필요로 될 수 있는 피가공재의 형상일 수 있음에 따라, 여기서 이용된 용어 "결함(flow)"은 한정되어지는 것을 의미하는 것은 아니다.1, in particular FIG. 1, shows an optical-projection system for identifying and positioning defects on or within a workpiece. The system 10 of the illustrated embodiment is a multi-headed tape lamination (MHTLM) 12 adapted to a wind tape 14 on a mandrel 16 to form a workpiece, such as an aircraft fuselage. machine; multi-head tape stacker). The sensor 18 is carried by the MHTLM 12 and positioned to acquire data representing the workpiece as the tape 14 is placed on the mandrel. Moreover, the system 10 includes an image-projection device 20, which can project an image 30 onto a workpiece, which is used to position the portion of the workpiece identified by the sensor 18. The sensor 18 and the image-projection device 20 are in communication with the data system 22 such that the data system can provide and / or process the data obtained by the sensor for the image-projection device. For example, the data system 22 provides the positional information of the defect detected by the sensor 18, and the image-projection device 20 can project an image onto the workpiece representing the defect. As a defect may be any imperfection, defect, or shape of a workpiece that may require attention by a technician, such as to repair or replace a workpiece or a portion of the workpiece, The term "flow" as used herein is not meant to be limiting.

광학-투사 시스템(10)은 항공기, 자동차, 또는 건설 산업에서와 같은, 피가공재의 결함 또는 결점이 필요로 되거나 요구되는 다양한 산업 분야에서 다수의 피가공재를 검사하는데 이용된다. 더욱이, 시스템(10)은 피가공재의 조립 동안 이용될 수 있고, 또는 피가공재의 테이프 적층 동안 플라이 경계를 위치결정하기 위 한 것과 같은, 측정 또는 부가적 제조 작업을 위해 피가공재 상의 위치를 제공하기 위해 이용된다.The optical-projection system 10 is used to inspect a large number of workpieces in a variety of industries that require or require defects or defects in the workpiece, such as in the aircraft, automotive, or construction industries. Moreover, system 10 may be used during assembly of the workpiece, or to provide a location on the workpiece for measurement or additional manufacturing operations, such as for positioning the ply boundary during tape lamination of the workpiece. To be used.

광학-투사 시스템(10)은, 기계화된 단조, 캐스팅 또는 패널과 같은, 다수의 부품 또는 다른 형상 및 크기를 검사하는데 이용됨에 따라, 용어 "피가공재(workpiece)"는 또한 한정되어지는 것을 의미하는 것은 아니다. 따라서, MHTLM(12)가 피가공재 상에 테이프(14)를 놓기 위해 도 1에 도시됨에도 불구하고, 시스템(10)은 다양한 피가공재를 검사하도록 채택되어진다. 예컨대, 검사는 새롭게 제조된 구조나 유지보수 목적을 회피하기 위해 검사되어지는 현존하는 구조 상에서 수행되어진다. 더욱이, 피가공재는 다수의 복합 및/또는 금속 재료이다.As the optical-projection system 10 is used to inspect a number of parts or other shapes and sizes, such as mechanized forgings, castings or panels, the term "workpiece" is also meant to be defined. It is not. Thus, although the MHTLM 12 is shown in FIG. 1 to place the tape 14 on the workpiece, the system 10 is adapted to inspect various workpieces. For example, inspections may be performed on existing structures that are inspected to avoid newly manufactured structures or maintenance purposes. Moreover, the workpiece is a plurality of composite and / or metallic materials.

도시된 실시예를 참조하면, 당업자에게 알려진 바와 같은, MHTLM(12)는 일반적으로 복합 재료의 테이프(14)를 내려 놓기 위해 다수의 테이프 헤드(19)와 갠트리(26; gantry)를 포함한다. 갠트리(26)는 레일(28)을 따라 이동할 수 있고, 따라서 테이프(14)가 갠트리 이동에 따라 세로로 맨드렐(16)이 회전함에 따라 놓여진다. 그러나, 움직임의 축 상에 인코더를 갖는 몇몇 수치적으로 제어된 기계나 수동 조작 기계가 이용됨에 따라, 여기서 사용된 용어 "MHTLM"는 한정되어지는 것을 의미하는 것은 아니다. 몇몇 머쉰 인코더가, 맨드렐(16), 갠트리(26) 및, 테이프 헤드(19)와 같은, MHTLM(12)의 소정 이동 부품에 위치될 수 있다. 머쉰 인코더는 MHTLM의 각 부품의 방향 및 위치를 결정할 수 있다.Referring to the illustrated embodiment, as known to those skilled in the art, the MHTLM 12 generally includes a plurality of tape heads 19 and gantry 26 to lay down the tape 14 of the composite material. The gantry 26 can move along the rail 28, so that the tape 14 is placed as the mandrel 16 rotates vertically as the gantry moves. However, as some numerically controlled or manually operated machines with encoders on the axis of motion are used, the term "MHTLM" as used herein does not mean to be limited. Several machine encoders may be located on certain moving parts of the MHTLM 12, such as the mandrel 16, the gantry 26, and the tape head 19. The machine encoder can determine the direction and position of each part of the MHTLM.

이미지-투사 장치(20)는 피가공재 상으로 가시적 이미지(30)를 투사할 수 있는 소정 장치일 수 있다. 예컨대, 이미지-투사 장치(20)는 레이저 투사기 또는 디지털 투사기일 수 있다. 레이저 투사기와 같은, 이미지-투사 장치(20)는 투사된 이미지(30)를 원하는 좌표로 향하게 하기 위한 검류계(galvanometers)를 포함한다. 이미지-투사 장치(20)가 갠트리(26)에 부착되어, 이미지-투사 장치는 테이프(14)가 테이프 헤드(19)에 놓인 갠트리를 따라 이동할 수 있게 된다. 특히, 이미지-투사 장치가 다양한 위치에 위치될 수 있고 더욱이 피가공재 상으로 이미지를 투사할 수 있음에도 불구하고, 이미지-투사 장치(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, MHTLM 오퍼레이터의 스테이션 위 및 뒤에 탑재된다. 맨드렐(16)의 회전은, 이미지를 피가공재의 표면에 거의 수직으로 투사함에도 불구하고, 이미지-투사 장치(20)가 갠트리(26)에 관해 움직이지 않게 되도록 한다. 따라서, 투사 불확실성(예컨대, 이미지-투사 장치가 어떻게 가리키는가), 표면 불확실성 및, 소정의 기준 타킷에서의 불학실성으로부터 초래되는 에러가 감소될 수 있다. 오직 단일 이미지-투사 장치(20)가 도 1에 도시되어 있음에도 불구하고, 갠트리(26)에 부착된 하나 이상의 이미지-투사 장치가 있을 수 있고, 원한다면 데이터 시스템(22)과 통신할 수 있다.The image-projection device 20 may be any device capable of projecting the visible image 30 onto the workpiece. For example, the image-projection device 20 may be a laser projector or a digital projector. The image-projection device 20, such as a laser projector, includes galvanometers for directing the projected image 30 to the desired coordinates. An image-projection device 20 is attached to the gantry 26 so that the image-projection device can move along the gantry in which the tape 14 rests on the tape head 19. In particular, despite the fact that the image-projection device can be positioned at various locations and can further project an image onto the workpiece, the image-projection device 20 is shown above and on the station of the MHTLM operator, as shown in FIG. It is mounted behind. Rotation of the mandrel 16 causes the image-projection device 20 to not move relative to the gantry 26, despite projecting the image almost perpendicular to the surface of the workpiece. Thus, errors resulting from projection uncertainty (eg, how the image-projection device points), surface uncertainty, and uncertainty in certain reference targets can be reduced. Although only a single image-projection device 20 is shown in FIG. 1, there may be one or more image-projection devices attached to the gantry 26 and may communicate with the data system 22 if desired.

갠트리(26) 및, 차례로, 피가공재와 관련한 이미지-투사 장치(20)의 위치 및 방향은 머쉰 인코더를 이용해서 결정될 수 있다. 머쉰 인코더는 상기한 바와 같이 MHTLM(12)의 다양한 구성요소의 위치를 모니터하도록 채택될 수 있다. 따라서, MHTLM(12)의 다양한 구성요소의 위치 및 방향을 결정함으로써, 이미지-투사 장치(20)의 위치 및/또는 방향이 결정될 수 있다. 머쉰 인코더를 이용해서 이미지-투사 장치(20)의 위치 및/또는 방향을 결정함으로써, 피가공재 상의 이미지의 투사 의 위치가 또한 결정될 수 있다.The position and orientation of the gantry 26 and, in turn, the image-projection device 20 relative to the workpiece can be determined using a machine encoder. The machine encoder can be adapted to monitor the position of various components of the MHTLM 12 as described above. Thus, by determining the position and orientation of the various components of the MHTLM 12, the position and / or orientation of the image-projection device 20 can be determined. By determining the position and / or orientation of the image-projection device 20 using the machine encoder, the position of the projection of the image on the workpiece can also be determined.

부가적인 정확도가 요구된다면, 다양한 투사기-위치결정 장치가, 도 1에 도시된 바와 같이, 역반사 타킷 또는 그에 부착된 역반사 타킷(34)을 갖춘 프레임(32)과 같은, 이미지-투사 장치(20)의 위치 및 방향을 결정하도록 이용될 수 있다. 당업자에게 알려진 역반사 타킷은 거의 그 투사된 반대방향으로 광을 이미지-투사 장치(20)로 되돌려 반사하고, 이미지-투사 장치는 역반사 타킷에 의해 되돌려진 광의 강도를 검출하여 역반사 타킷의 좌표를 발생시키는 전력 검출기(power detectors)를 포함한다. 머쉰 인코더는 상기한 바와 같이 MHTLM(12)의 다양한 구성요소의 위치를 모니터하도록 채택되어질 수 있다. 따라서, MHTLM(12)의 다양한 구성요소의 위치 및/또는 방향을 결정함으로써, 역반사 타킷(34)의 위치가 피가공재와 관련해서 결정될 수 있다.If additional accuracy is desired, various projector-positioning devices (such as frame 32 with retro-reflective target 34 attached thereto or retro-reflective target 34 attached thereto), as shown in FIG. 20) can be used to determine the position and orientation. Retroreflective targets known to those skilled in the art reflect light back to the image-projection device 20 in almost the projected opposite direction, and the image-projection device detects the intensity of the light returned by the retroreflective target to determine the coordinates of the retroreflective target. It includes power detectors (power detectors) for generating a. The machine encoder can be adapted to monitor the position of various components of the MHTLM 12 as described above. Thus, by determining the position and / or orientation of the various components of the MHTLM 12, the position of the retroreflective target 34 can be determined in relation to the workpiece.

이미지-투사 장치(20)는 갠트리(26)의 위치와 관련하여 이미지-투사 장치의 위치 및 방향을 얻도록 다수의 역반사 타킷(34)으로 투사할 수 있다. 따라서, 반사된 광을 기초로 생성된 역반사 타킷(34)의 좌표는 타킷의 알려진 위치와 상관될 수 있고, 이미지-투사 장치(20)의 위치 및 방향이 결정될 수 있다. 역반사 타킷의 이용은 머쉰 인코더에 의해 결정된 이미지-투사 장치(20)의 위치의 허용 오차(acceptable tolerance)에 의존하게 된다. 이미지-투사 장치(20)를 위한 포인팅 에러의 주요 원인은 그 방향으로, 주요 에러가 위치(예컨대, 변위)인 역반사 타킷의 잠재적 이용은 이미지-투사 장치의 방향 에러를 개선할 수 있다. 더욱이, 이미지-투사 장치(20)와 맨드렐(16) 사이의 거리는 전형적으로 피가공재 상으로 데 이터 시스템(22)에 의해 생성된 좌표를 정확하게 투사하는가를 참작한다.The image-projection device 20 may project to a plurality of retroreflective targets 34 to obtain the position and orientation of the image-projection device in relation to the position of the gantry 26. Thus, the coordinates of the retroreflective target 34 generated based on the reflected light can be correlated with the known position of the target, and the position and orientation of the image-projection device 20 can be determined. The use of retroreflective targets will depend on the acceptable tolerance of the position of the image-projection device 20 determined by the machine encoder. The main cause of the pointing error for the image-projection device 20 is in that direction, the potential use of a retroreflective target where the main error is a position (eg displacement) can improve the direction error of the image-projection device. Moreover, the distance between the image-projection device 20 and the mandrel 16 typically takes into account whether or not it accurately projects the coordinates produced by the data system 22 onto the workpiece.

도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 타킷이 채택됨에도 불구하고, 프레임(32)이 갠트리(26)에 부착되고 4개의 역반사 타킷을 포함한다. 더욱이, 이미지-투사 장치(20)가 전형적으로 갠트리(26)와 관련하여 고정되어 있음에도 불구하고, 이미지-투사 장치는 장치의 이동을 모니터하도록 이미지-투사 장치를 이동시키기 위한 액츄에이터와 인코더를 포함할 수 있다. 따라서, 이미지-투사 장치(20)의 위치 및 방향이 피가공재 상에 기준 타킷을 포함하는 것 없이 결정될 수 있음에 따라, 피가공재는 "타킷리스(targetless; 타킷 없음)"이다. 더욱이, 이미지-투사 장치(20)의 시야는, 이미지-투사 장치가 피가공재의 크기와 독립적으로 조정될 수 있으므로, 피가공재 보다 더 작을 수 있다. 이미지-투사 장치(20)는 전형적으로 맨드렐(16)과 갠트리(26)의 소정 위치를 투사할 수 있다.As shown in FIG. 1, although multiple targets are employed, frame 32 is attached to gantry 26 and includes four retroreflective targets. Moreover, although the image-projection device 20 is typically fixed in relation to the gantry 26, the image-projection device may include an actuator and an encoder for moving the image-projection device to monitor the movement of the device. Can be. Thus, as the position and orientation of the image-projection device 20 can be determined without including a reference target on the workpiece, the workpiece is " targetless ". Moreover, the field of view of the image-projection device 20 can be smaller than the workpiece, since the image-projection device can be adjusted independently of the size of the workpiece. The image-projection device 20 may typically project a predetermined position of the mandrel 16 and the gantry 26.

다양한 형태의 센서(18)가 피가공재를 검사하는데 이용될 수 있다. 센서(18)는 데이터 시스템(22)과 통신한다. 데이터 시스템(22)은 이미지 소프트웨어의 제어 하에 동작하는 프로세서 또는 유사한 계산 장치를 포함함으로써, 피가공재의 소정의 결함이나 결점이 특징화될 수 있다. 한편, 데이터는 계속되는 검토 및 분석을 위해 데이터 시스템(22)과 관련된 메모리 장치에 저장된다. 따라서, 데이터 시스템(22)은 결함을 나타내는 위치 정보 및/또는 데이터를 저장하기 위한 단순한 데이터베이스일 수 있고, 따라서 정보가 후에 억세스될 수 있다. 데이터 시스템(22)은 결함을 나타내는 데이터 및/또는 이미지를 생성할 수 있고, 또한 이전에 생성된 데이터 및/또는 이미지를 사용자가 저장 및 편집할 수 있게 한다. 그러나, 데이터 시스템은 데이터를 수학적으로 수집 및 분석하여 예컨대 위치 정보를 생성하고, 이미지-투사 장치(20)로 정보를 전송하므로, 데이터 시스템(22)은 이미지를 생성할 필요가 없다는 것을 이해할 수 있다.Various types of sensors 18 may be used to inspect the workpiece. Sensor 18 is in communication with data system 22. The data system 22 may include a processor or similar computing device operating under the control of the image software, thereby characterizing any defects or shortcomings in the workpiece. On the other hand, data is stored in a memory device associated with the data system 22 for subsequent review and analysis. Thus, the data system 22 may be a simple database for storing location information and / or data indicative of defects, and thus the information may be accessed later. Data system 22 may generate data and / or images representing defects, and also allow a user to save and edit previously generated data and / or images. However, since the data system mathematically collects and analyzes the data to generate location information, for example, and transmits the information to the image-projection device 20, it can be understood that the data system 22 does not need to generate an image. .

이미지-투사 장치(20)는 피가공재 상에 결함을 나타내는 이미지(30)를 투사할 수 있다. 예컨대, 이미지-투사 장치(20)는 결함의 주변을 윤곽지우는 이미지를 투사할 수 있다. 따라서, 이미지(30)는 다이어몬드나 직사각형, 또는 결함을 선으로 그어 에워쌀 수 있는 소정의 다른 경계(예컨대, 원)와 같은 다양한 다각형 형상일 수 있다. 결과적으로, 센서(18)에 의해 식별되고 데이터 시스템(22)에 의해 특징화된 어떠한 결함은 수리나 교체를 위해 기술자에 의해 용이하게 위치결정될 수 있다. 더욱이, 이미지(30)의 형상은 결함의 특성(예컨대, 분류) 및/또는 형태를 나타내는데 이용될 수 있다. 예컨대, 정사각형은 결함의 제1형태를 나타내는 한편, 원은 결함의 제2형태를 나타낸다. 도 2는 맨드렐(16) 상에 놓이는 주름진 테이프(14)와 같은, 피가공재 상의 결함에 관한 다각형 이미지(30)를 투사하는 이미지-투사 장치(20)를 나타낸다. 다각형 이미지(30)는 데이터 시스템(22)에 의해 검출되어 특징화된 결함(33)을 윤곽지우고 분류할 수 있다.The image-projection device 20 can project an image 30 representing a defect on the workpiece. For example, the image-projection device 20 may project an image that outlines the periphery of the defect. Thus, image 30 may be of various polygonal shapes, such as diamonds, rectangles, or some other boundary (eg, a circle) that may encircle a defect. As a result, any defect identified by sensor 18 and characterized by data system 22 can be easily positioned by a technician for repair or replacement. Moreover, the shape of the image 30 can be used to indicate the nature (eg, classification) and / or shape of the defect. For example, a square represents a first form of defect while a circle represents a second form of defect. 2 shows an image-projection apparatus 20 for projecting a polygonal image 30 relating to a defect on a workpiece, such as corrugated tape 14 lying on a mandrel 16. Polygonal image 30 may be detected by data system 22 to outline and classify characterized defects 33.

이미지-투사 장치(20)는 피가공재 상에 소정의 원하는 이미지를 투사하는데 이용될 수 있음을 알 수 있다. 예컨대, 이미지-투사 장치(20)는 결함 자체를 묘사하는 피가공재 상에 이미지를 투사한다. 더욱이, 이미지-투사 장치(20)는 결함의 특정 형태 또는 엄정성을 식별하기 위한 것과 같은, 다양한 컬러를 갖춘 이미지를 투사할 수 있다. 또한, 이미지-투사 장치(20)는 센서(18)에 의해 검출된 결함 의 수에 의존하는 단일 시야 내에서 이미지(30)의 소정 수 및 크기를 투사할 수 있다.It will be appreciated that the image-projection device 20 can be used to project any desired image onto the workpiece. For example, the image-projection device 20 projects an image onto the workpiece depicting the defect itself. Moreover, the image-projection device 20 can project images with various colors, such as to identify specific shapes or severities of defects. In addition, the image-projection device 20 may project a predetermined number and size of the image 30 within a single field of view depending on the number of defects detected by the sensor 18.

따라서, 수리나 교체를 위해 피가공재 상으로 이미지를 정확하게 투사하기 위해, 데이터 시스템(22)은 전형적으로 이미지-투사 장치(20)에 결함의 좌표를 제공한다. 이미지-투사 장치(20)에 따라 피가공재 상으로 결함을 나타내는 이미지를 투사하기 위해 결함의 좌표를 생성해서 좌표를 이용하도록 다양한 기술이 데이터 시스템(22)에 의해 채택될 수 있다. 예컨대, 결함이 센서(18)로 검출될 때, 결함의 위치는 맨드렐(16) 상에서 부품 좌표(예컨대, CAD 모델 상에서 관찰된 결함)로 변환된다. 이러한 위치는 데이터 시스템(22)을 매개로 X,Y,Z 부품 좌표로서 이미지-투사 장치(20)에 전달될 수 있다. 특히, 갠트리(26)의 위치 및 맨드렐(16)의 롤 각도(roll angle)가 주어지면, 프레임(32) 상의 역반사 타킷(34)의 위치가 맨드렐과 갠트리의 소정 위치를 위한 부품 좌표로 변환될 수 있다. 측정된 역반사 타킷(34)을 기초로 이미지-투사 장치(20)의 위치 및 방향을 계산하는 것은 이미지-투사 장치를 상대 부품 좌표로 변한하고, 따라서 피가공재 상으로 결함의 투사를 허용하게 된다. 즉, 이러한 좌표 구조는 결함 위치(예컨대, 부품 좌표에서의 결함)를 이용하고 갠트리(26) 위치 및 맨드렐(16) 회전을 기초로 기준(reference) 시스템을 변경시킨다.Thus, in order to accurately project the image onto the workpiece for repair or replacement, the data system 22 typically provides the coordinates of the defect to the image-projection device 20. Various techniques may be employed by the data system 22 to generate and use the coordinates of the defects in order to project an image representing the defect onto the workpiece in accordance with the image-projection device 20. For example, when a defect is detected by the sensor 18, the position of the defect is converted into part coordinates on the mandrel 16 (eg, the defect observed on the CAD model). This position can be transmitted to the image-projection device 20 as X, Y, Z component coordinates via the data system 22. In particular, given the position of the gantry 26 and the roll angle of the mandrel 16, the position of the retroreflective target 34 on the frame 32 is the part coordinate for the desired position of the mandrel and the gantry. Can be converted to Calculating the position and orientation of the image-projection device 20 based on the measured retroreflective target 34 changes the image-projection device to relative part coordinates, thus allowing the projection of defects onto the workpiece. . That is, this coordinate structure utilizes defect locations (eg, defects in part coordinates) and changes the reference system based on the gantry 26 position and the mandrel 16 rotation.

피가공재 상의 결함을 윤곽지우는 이미지를 정확하게 묘사하도록 채택된 다른 예시적 기술은 센서(18)에 의해 검출된 정보를 데이터 시스템(22)으로 전송하는 것과, 결함의 위치 정보를 갠트리(26)의 위치 및 맨드렐(16)의 회전 각을 기초로 데이터 시스템에 따라 갠트리 좌표로 변환하는 것을 포함한다. 갠트리(26)와 맨드렐(16)이 이동할 때, 결함의 X,Y,Z 좌표는 데이터 시스템(22)을 매개로 이미지-투사 장치(20)로 전송된다. 이미지-투사 장치(20)의 위치 및 방향은 상기한 바와 같이 프레임(32) 상에 위치한 역반사 타킷(34)을 기초로 하는 갠트리 좌표에 있고, 데이터 시스템(22)은 피가공재 상에 결함의 이미지를 투사하도록 상대 갠트리 좌표를 갖는 이미지-투사 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 갠트리 좌표의 결함이 이미지-투사 장치(20)의 위치를 기초로 고정된 기준 시스템에 관련하여 갠트리(26)의 위치와 맨드렐(16)의 회전에 따라 변화되므로, 이러한 좌표 기술은 변화되는 결함 위치를 이용한다.Another example technique employed to accurately depict an image delineating a defect on a workpiece is to transmit the information detected by the sensor 18 to the data system 22 and the location information of the defect to the location of the gantry 26. And converting the gantry coordinates according to the data system based on the rotation angle of the mandrel 16. As the gantry 26 and the mandrel 16 move, the X, Y, Z coordinates of the defect are transmitted to the image-projection device 20 via the data system 22. The position and orientation of the image-projection device 20 is in gantry coordinates based on the retroreflective target 34 located on the frame 32 as described above, and the data system 22 is adapted to the defects on the workpiece. It is possible to provide an image-projection device having relative gantry coordinates to project an image. Thus, since the defects in the gantry coordinates change with the rotation of the mandrel 16 and the position of the gantry 26 in relation to the fixed reference system based on the position of the image-projection device 20, this coordinate technique changes. Use the defect location that becomes.

이미지-투사 장치(20)에 따른 피가공재 상으로의 이미지의 투사는 맨드렐(16)과 갠트리(26)가 만족되는 동안 전형적으로 수행된다. 따라서, 피가공재를 검사하는데 요구되는 고정 위치의 수는 맨드렐(16)의 크기와 이미지-투사 장치(20)의 시야에 의존하게 된다. 예컨대, 이미지-투사 장치(20)의 시야는 맨드렐(16)의 각각 90°회전에 대응한다. 그러나, 테이프(14)가 MHTLM(12)에 따라 맨드렐(16) 상에 놓이게 됨에 따라, 이미지가 실시간 또는 거의 실시간으로 피가공재 상으로 투사되어짐을 이해할 수 있다.Projection of the image onto the workpiece according to the image-projection device 20 is typically performed while the mandrel 16 and the gantry 26 are satisfied. Thus, the number of fixed positions required to inspect the workpiece depends on the size of the mandrel 16 and the field of view of the image-projection device 20. For example, the field of view of the image-projection device 20 corresponds to each 90 ° rotation of the mandrel 16. However, as the tape 14 is placed on the mandrel 16 according to the MHTLM 12, it can be understood that the image is projected onto the workpiece in real time or near real time.

또한, 이미지-투사 장치(20)는 부호화 반사장치(들)와의 상호작용에 응답하여 데이터 시스템(22)에 피드백을 제공할 수 있다. 예컨대, 이미지-투사 장치(20)는 역반사 타킷을 이용하거나 역반사 타킷에 의해 되돌아가는 광의 강도를 검출하는 동일한 전력 검출기에 의해 트리거 될 수 있는 전력 검출 회로를 포함한 다. 결함 위치가 투사될 때, 역반사 재료나 역반사 재료의 다층 조각(바코드와 유사한)과 같은 다양한 부호화 반사 장치가 투사에 위치될 수 있고, 특정 결함에서 되돌아가는 전력의 검출은, 결함의 형태 또는 취해질 필요가 있는 교정 행위(corrective action)와 같은, 데이터 시스템(22)에 대해 결함과 관련하는 정보를 이미지-투사 장치(20)가 통신할 수 있도록 한다. 따라서, 데이터 시스템에 대한 피드백은 기록 유지 또는 나중에 수리/교체를 위한 결함의 배열을 나타내는데 이용될 수 있다. 예컨대, 결함을 포함하지 않거나 수리된 결함을 포함하는 결함 위치는 결함이 존재하지 않음을 나타내는 특정 역반사 "바코드(barcode)"를 갖는 데이터 시스템(22)에 대해 되돌려 통신될 수 있고, 한편 다른 결함의 분류(예컨대, 부가적인 수리를 요구하는 결함)는 그 자신의 역반사 바코드를 이용하게 된다. 결과적으로, 오퍼레이터는 결함과 관련한 정보를 수동으로 입력해야만 하는 것 없이 투사되어지는 결함을 용이하게 배열할 수 있게 된다.The image-projection device 20 may also provide feedback to the data system 22 in response to interaction with the encoded reflector (s). For example, the image-projection device 20 includes a power detection circuit that can be triggered by the same power detector using a retroreflective target or detecting the intensity of the light returned by the retroreflective target. When a defect location is projected, various coded reflecting devices, such as retroreflective material or multilayered pieces of retroreflective material (similar to barcodes) can be placed in the projection, and the detection of the returning power at a particular defect can be determined by It allows the image-projection device 20 to communicate information relating to a defect with respect to the data system 22, such as a corrective action that needs to be taken. Thus, feedback to the data system can be used to indicate an array of defects for record keeping or repair / replacement later. For example, a defect location that does not contain a defect or that contains a repaired defect may be communicated back to the data system 22 with a particular retroreflective “barcode” indicating that the defect does not exist, while other defects Classification of (e.g. defects requiring additional repair) will use its own retroreflective barcode. As a result, the operator can easily arrange the defects to be projected without having to manually input information related to the defects.

도 3은 본 발명의 1실시예에 따른 피가공재 상으로 이미지를 투사하기 위한 방법을 나타내는 것으로, 이미지는 피가공재 상의 결함을 나타낸다. 예컨대, 데이터가 검사된 피가공재를 나타내는 데이터 시스템(22)으로부터 전형적으로 제공된다(블록 40). 인코더 및/또는 투사기-위치결정 장치가 이미지-투사 장치의 위치 방향을 결정하는데 이용된다(블록 42). 이미지-투사 장치(20)는 피가공재 상으로 결함을 나타내는 이미지를 투사할 수 있다(블록 44).3 illustrates a method for projecting an image onto a workpiece in accordance with one embodiment of the present invention, wherein the image represents a defect on the workpiece. For example, data is typically provided from data system 22 representing the workpiece being inspected (block 40). An encoder and / or projector-positioning device is used to determine the position direction of the image-projection device (block 42). The image-projection device 20 may project an image representing the defect onto the workpiece (block 44).

따라서, 본 발명은 다양한 이점을 제공한다. 광학-투사 시스템(10)은 피가공재 상에 결함의 위치를 나타내는 이미지를 투사함으로써 피가공재 상의 결함을 위치결정하기 위한 기술을 제공한다. 결함의 좌표는 식별되어 자동적으로 피가공재 상으로 이미지를 투사하는데 이용될 수 있다. 이와 같이, 결함은 용이하게 위치되어 식별될 수 있어, 수리, 교체, 또는 영향을 받은 영역을 교정하기 위한 교정 단계가 취해질 수 있다. 더욱이, 광학-투사 시스템(10)은 투사기-위치결정 장치(예컨대, 기준 타킷)로부터 자유로운 피가공재를 이용할 수 있고, 이미지-투사 장치(20)의 시야가 피가공재 보다 더 작은 예를 포함한다. 따라서, 광학-투사 시스템(10)은 피가공재의 크기에 의해 한정되는 것은 아니고, 기계 좌표(machine coordinates) 내에 있는 결함은 이미지-투사 장치의 위치 및 방향을 갖는 기계 좌표와 상관함으로써 이미지-투사 장치(20)에 따라 투사될 수 있게 된다. 더욱이, 광학-투사 시스템(10)은 피가공재가 제조됨에 따라 피가공재 상 또는 내의 결함을 특징화하여 위치결정할 수 있게 된다. 따라서, 광학-투사 시스템(10)은 피가공재를 효율적으로 검사하기 위해 실시간 또는 거의 실시간을 제공할 수 있다. 부가적으로, 이미지-투사 장치(20)는 결함에 관한 투사된 이미지에 위치된 역반사 재료를 검출할 수 있고, 따라서 데이터 시스템(22)에 대해 피드백을 제공한다.Thus, the present invention provides various advantages. The optical-projection system 10 provides a technique for positioning a defect on a workpiece by projecting an image indicating the location of the defect on the workpiece. The coordinates of the defect can be identified and automatically used to project the image onto the workpiece. As such, defects can be easily located and identified so that corrective steps can be taken to repair, replace, or correct the affected area. Moreover, the optical-projection system 10 may use a workpiece free from the projector-positioning device (eg, a reference target), and includes an example in which the field of view of the image-projection device 20 is smaller than the workpiece. Thus, the optical-projection system 10 is not limited by the size of the workpiece and the defects in the machine coordinates are correlated with the machine coordinates having the position and orientation of the image-projection device so that the image-projection device is It can be projected according to (20). Moreover, the optical-projection system 10 may be capable of characterizing and positioning defects on or within the workpiece as the workpiece is manufactured. Thus, the optical-projection system 10 may provide real time or near real time to efficiently inspect the workpiece. In addition, the image-projection device 20 may detect retroreflective material located in the projected image about the defect, thus providing feedback to the data system 22.

한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.In addition, this invention is not limited to the above-mentioned Example, It can variously deform and implement within the range which does not deviate from the summary of this invention.

Claims (24)

피가공재 내의 결함을 나타내는, 적어도 하나의 센서에 의해 획득된 데이터를 기초로 하는, 정보를 제공할 수 있는 데이터 시스템과;A data system capable of providing information, based on data obtained by at least one sensor, indicating a defect in the workpiece; 데이터 시스템과 통신하고 피가공재 상으로 결함을 나타내는 이미지를 투사할 수 있는 이미지-투사 장치 및;An image-projection device in communication with the data system and capable of projecting an image representing the defect onto the workpiece; 이미지-투사 장치의 적어도 하나의 위치 및 방향을 결정하기 위한 다수의 인코더를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 광학-투사 시스템.And a plurality of encoders for determining at least one position and orientation of the image-projection device. 제1항에 있어서, 데이터 시스템이 적어도 하나의 센서 또는 데이터베이스에 의해 획득된 데이터를 처리하기 위한 데이터 획득 시스템을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 광학-투사 시스템.The optical-projection system of claim 1, wherein the data system comprises a data acquisition system for processing data obtained by at least one sensor or database. 제1항에 있어서, 이미지-투사 장치가 레이저 투사기 또는 디지털 투사기를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 광학-투사 시스템.The optical-projection system according to claim 1, wherein the image-projection device is equipped with a laser projector or a digital projector. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 투사기-위치결정 장치가 이미지-투사 장치의 적어도 하나의 위치 및 방향을 결정할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 광학-투사 시스템.The optical-projection system of claim 1, wherein the at least one projector-positioning device is adapted to determine at least one position and orientation of the image-projection device. 제4항에 있어서, 투사기-위치결정 장치가 역반사 타킷을 포함하는 프레임을 갖추어 이루어지고, 이미지-투사 장치가 역반사 타킷 상으로 이미지를 투사할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 광학-투사 시스템.5. The optical-projection system of claim 4, wherein the projector-positioning device comprises a frame comprising a retroreflective target, the image-projection device being capable of projecting an image onto the retroreflective target. 제5항에 있어서, 다수의 인코더가 역반사 타킷의 위치를 결정할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 광학-투사 시스템.6. The optical-projection system of claim 5, wherein the plurality of encoders are arranged to determine the position of the retroreflective target. 제5항에 있어서, 이미지-투사 장치와 프레임이 이동가능한 갠트리에 부착되는 것을 특징으로 하는 광학-투사 시스템.6. The optical-projection system of claim 5, wherein the image-projection device and the frame are attached to the movable gantry. 제1항에 있어서, 데이터 시스템이 결함의 위치를 나타내는 위치 정보 및 결함을 나타내는 정보를 제공할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 광학-투사 시스템.The optical-projection system of claim 1, wherein the data system is adapted to provide position information indicative of the position of the defect and information indicative of the defect. 제1항에 있어서, 이미지-투사 장치가 피가공재 상에 결함의 위치를 나타내는 이미지를 투사할 수 있는 것을 특징으로 하는 광학-투사 시스템.The optical-projection system of claim 1, wherein the image-projection device is capable of projecting an image indicating the location of the defect on the workpiece. 제1항에 있어서, 이미지-투사 장치가 피가공재 상에 결함의 주변에 관한 이미지를 투사할 수 있는 것을 특징으로 하는 광학-투사 시스템.The optical-projection system of claim 1, wherein the image-projection device is capable of projecting an image relating to the periphery of the defect on the workpiece. 제1항에 있어서, 이미지-투사 장치가 피가공재 상에 결함의 특정 형태를 나타내는 이미지를 투사할 수 있는 것을 특징으로 하는 광학-투사 시스템.The optical-projection system of claim 1, wherein the image-projection device is capable of projecting an image representing a particular shape of the defect on the workpiece. 제1항에 있어서, 피가공재가 투사기-위치결정 장치에 대해 자유로운 것을 특징으로 하는 광학-투사 시스템.The optical-projection system of claim 1 wherein the workpiece is free to the projector-positioning device. 제1항에 있어서, 투사된 이미지와의 상호작용에 응답하여 데이터 시스템에 대해 결함을 나타내는 피드백을 제공할 수 있는 적어도 하나의 부호화 반사 장치를 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 광학-투사 시스템.The optical-projection system of claim 1, further comprising at least one encoded reflector capable of providing feedback indicative of a defect to the data system in response to interaction with the projected image. 피가공재 내의 결함을 나타내는 정보를 제공하는 단계와;Providing information indicative of defects in the workpiece; 다수의 인코더를 갖는 이미지-투사 장치의 적어도 하나의 위치 및 방향을 결정하는 단계 및;Determining at least one position and orientation of an image-projection device having a plurality of encoders; 이미지-투사 장치에 따라 피가공재 상으로 결함을 나타내는 이미지를 투사하는 단계를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 피가공재 상에 이미지를 투사하기 위한 방법.Projecting an image onto a workpiece according to the image-projection device. 제14항에 있어서, 투사단계가 피가공재 상에 결함을 나타내는 이미지를 투사하는 것을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 피가공재 상에 이미지를 투사하기 위한 방법.15. The method of claim 14, wherein the projecting step comprises projecting an image representing a defect on the workpiece. 제14항에 있어서, 투사단계가 피가공재 상에 결함의 특정 형태를 나타내는 이미지를 투사하는 것을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 피가공재 상에 이미지를 투사하기 위한 방법.15. The method of claim 14, wherein the projecting step comprises projecting an image representing a particular shape of the defect on the workpiece. 제14항에 있어서, 제공단계가 결함을 나타내는 위치 정보를 제공하는 것을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 피가공재 상에 이미지를 투사하기 위한 방법.15. The method of claim 14, wherein the providing step comprises providing position information indicating a defect. 제17항에 있어서, 제공단계가 결함의 좌표를 제공하는 것을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 피가공재 상에 이미지를 투사하기 위한 방법.18. The method of claim 17, wherein the providing step comprises providing the coordinates of the defect. 제17항에 있어서, 이미지-투사 장치에 대해 위치 정보를 통신하는 것을 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 피가공재 상에 이미지를 투사하기 위한 방법.18. The method of claim 17, further comprising communicating location information with respect to the image-projection device. 제14항에 있어서, 투사단계가 이미지-투사 장치에 따라 결함의 주변에 관한 다각형 이미지를 투사하는 것을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 피가공재 상에 이미지를 투사하기 위한 방법.15. The method of claim 14, wherein the projecting step comprises projecting a polygonal image about the perimeter of the defect in accordance with the image-projection device. 제14항에 있어서, 피가공재의 적어도 일부를 형성하도록 맨드렐 상에 테이프를 놓는 것을 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 피가공재 상에 이미지를 투사하기 위한 방법.15. The method of claim 14, further comprising placing a tape on the mandrel to form at least a portion of the workpiece. 제14항에 있어서, 제공단계가 데이터 시스템으로부터 피가공재를 나타내는 정보를 억세스하는 것을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 피가공재 상에 이미지를 투사하기 위한 방법.15. The method of claim 14, wherein the providing step comprises accessing information indicative of the workpiece from the data system. 제14항에 있어서, 투사된 이미지와의 상호작용에 응답하여 적어도 하나의 부호화 반사 장치에 따라 결함을 나타내는 피드백을 제공하는 것을 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 피가공재 상에 이미지를 투사하기 위한 방법.15. The method of claim 14, further comprising providing feedback indicative of a defect in accordance with at least one encoded reflector in response to interaction with the projected image. 제14항에 있어서, 결정단계가 적어도 하나의 투사기-위치결정 장치에 따라 이미지-투사 장치의 적어도 하나의 위치 및 방향을 결정하는 것을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 피가공재 상에 이미지를 투사하기 위한 방법.15. The method of claim 14, wherein the determining step comprises determining at least one position and orientation of the image-projection device in accordance with the at least one projector-positioning device. .
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